權(quán)土生 王偉杰 趙亞妮

(中鋼山東礦業(yè)有限公司)

中鋼山東礦業(yè)有限公司蒼山鐵礦位于山東省臨沂市蘭陵縣魯城鎮(zhèn)，其礦石硬度大、品位低，磨選難度較大。原設(shè)計(jì)中的破碎流程為3段1閉路加干選，選別工藝為階段磨礦、階段選別加濕式預(yù)選流程，但存在磨選系統(tǒng)處理能力小、礦石過磨、磨礦成本高、鐵精礦水分高、鐵精礦和尾礦分離差等問題，影響礦山生產(chǎn)成本和銷售效益。為此，針對(duì)存在的這些問題，通過設(shè)備引進(jìn)和工藝改造解決了現(xiàn)有技術(shù)難題，提高了精礦質(zhì)量及金屬回收率，有效降低了生產(chǎn)成本。

1 礦石性質(zhì)

蒼山鐵礦礦石主要有用組分為磁鐵礦，礦石工業(yè)類型屬?gòu)?qiáng)磁性鐵礦石，礦石中硅酸鹽礦物含量較多。對(duì)原礦進(jìn)行鐵物相分析和化學(xué)多元素分析，結(jié)果見表1、表2。

表1 原礦鐵物相分析結(jié)果 %

表2 原礦化學(xué)多元素分析結(jié)果 %

由表1、表2可知，鐵礦物以磁性鐵為主，其次是硅酸鐵和碳酸鐵，赤褐鐵礦含量極少，因此可采用單一磁選的方法對(duì)該礦石進(jìn)行選別，但由于硅酸鐵和碳酸鐵含量之和占全鐵比例達(dá)到28.86%，這必將導(dǎo)致尾礦品位偏高，即金屬回收率偏低。

2 選礦工藝流程簡(jiǎn)介

蒼山鐵礦設(shè)計(jì)破碎流程為3段1閉路加干選，選別工藝為階段磨礦、階段選別加濕式預(yù)選流程。采出礦石經(jīng)井下破碎或由汽車運(yùn)到粗碎車間緩沖倉(cāng)，再由倉(cāng)下ZKG2000×6000重型振動(dòng)給礦機(jī)給入1臺(tái)PE1215顎式破碎機(jī)進(jìn)行粗碎。兩處粗碎產(chǎn)品給入1號(hào)皮帶機(jī)運(yùn)至中碎緩沖倉(cāng)，再由倉(cāng)下振動(dòng)給礦機(jī)和2號(hào)膠帶機(jī)給入1臺(tái)HP500標(biāo)準(zhǔn)圓錐破碎機(jī)進(jìn)行中碎。中碎產(chǎn)品經(jīng)4號(hào)膠帶機(jī)轉(zhuǎn)至篩分緩沖倉(cāng)，倉(cāng)下3臺(tái)振動(dòng)給料機(jī)分別給入3臺(tái)2YK2660圓振動(dòng)篩進(jìn)行篩分，篩上產(chǎn)品經(jīng)5號(hào)膠帶機(jī)磁滑輪干選后，廢石卸入廢石倉(cāng)，產(chǎn)品經(jīng)6號(hào)膠帶機(jī)給入細(xì)碎緩沖倉(cāng)，再由倉(cāng)下振動(dòng)給料機(jī)和膠帶機(jī)給入3臺(tái)CH660短頭圓錐破碎機(jī)進(jìn)行細(xì)碎。細(xì)碎產(chǎn)品由4號(hào)膠帶機(jī)返回閉路篩分，篩下產(chǎn)品(－12 mm)經(jīng)8號(hào)皮帶機(jī)給到轉(zhuǎn)運(yùn)站卸入9號(hào)皮帶機(jī)再給入10號(hào)皮帶機(jī)卸入粉礦倉(cāng)。篩下合格礦石(－12 mm)經(jīng)8臺(tái)XZG4電動(dòng)振動(dòng)給料機(jī)給入11#、12#皮帶機(jī)先給入2臺(tái)YCTS-1230中磁場(chǎng)濕式磁選機(jī)進(jìn)行磨前預(yù)選，尾礦給入2臺(tái)YK1836振動(dòng)篩脫水后，2～10 mm石子由16號(hào)皮帶機(jī)運(yùn)到主廠房外，精礦給入1段2臺(tái)φ3.6 m×6.0 m球磨機(jī)進(jìn)行1段磨礦。1段磨礦為2臺(tái)φ3.6 m×6.0 m球磨機(jī)與φ610旋流器組組成閉路磨礦。2段磨礦為2臺(tái)φ2.7 m×4.0 m球磨機(jī)與φ610旋流器組組成閉路磨礦。2段磨礦產(chǎn)品給入2臺(tái)YCMC-1230永磁筒式磁選機(jī)、2臺(tái)YCMC-1030永磁筒式磁選機(jī)進(jìn)行2段精選，磁選精礦經(jīng)2臺(tái)GPT-72盤式真空過濾機(jī)過濾后由12#、13#皮帶機(jī)卸入精礦貯槽外運(yùn)。磨選系統(tǒng)工藝流程見圖1。

圖1 蒼山鐵礦磨選系統(tǒng)工藝流程

3 選礦工藝中存在的問題

(1)磨選系統(tǒng)處理能力小。隨著近年碎礦系統(tǒng)設(shè)備的更新改造，其處理能力已達(dá)300萬(wàn)t/a，磨選系統(tǒng)迫切需要擴(kuò)大處理能力。

(2)礦石過磨。鐵精礦全鐵品位為65%，其平均細(xì)度為－0.074 mm 91.92%，造成有用礦物的過磨，導(dǎo)致礦物活性高，在選礦過程中形成金屬流失，使金屬回收率降低。

(3)磨礦成本高。礦石硬度系數(shù)平均為20.6，屬Ⅱ級(jí)極堅(jiān)硬巖石，過磨造成選礦成本偏高，處理量降低，難以擴(kuò)大選礦能力和降低選礦成本。

(4)鐵精礦水分高。鐵精礦的細(xì)度和水分是正相關(guān)關(guān)系，同等條件下，細(xì)度越高真空過濾機(jī)脫水負(fù)荷越重。鐵精礦細(xì)度高容易造成過濾機(jī)濾布堵塞，頻繁更換濾布，不但增加了工人的工作強(qiáng)度而且影響生產(chǎn)進(jìn)度，每年因鐵精礦轉(zhuǎn)運(yùn)晾曬而造成拋灑等不必要的損失，增加了選礦成本，同時(shí)給鐵精礦銷售工作帶來(lái)影響。

(5)鐵精礦和尾礦分離差。尾砂中二氧化硅含量高達(dá)62%，尾礦和鐵精礦不能充分分離，造成鐵精礦中二氧化硅含量偏高，影響銷售。

4 CH-CXJ30000型全自動(dòng)淘洗磁選機(jī)簡(jiǎn)介及技改措施

4.1 CH-CXJ30000型全自動(dòng)淘洗磁選機(jī)工作原理及特點(diǎn)

新型CH-CXJ30000型全自動(dòng)淘洗磁選機(jī)工作原理為［1］:礦漿給入后在中心筒中上部進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域，磁性礦物在固定磁場(chǎng)、循環(huán)磁場(chǎng)和補(bǔ)償磁場(chǎng)的共同作用下，以磁鏈形式懸浮下行，而脈石礦物會(huì)保持原有重力，給予與礦物沉降方向相反的上升水，當(dāng)?shù)V物受到的沉降力小于受到的水力時(shí)礦物上升從設(shè)備上部溢流出來(lái)，當(dāng)?shù)V物受到的沉降力大于受到的水力時(shí)，礦物下沉從下部排放出來(lái)，實(shí)現(xiàn)了不同礦物的分離。其3種磁場(chǎng)共同作用使選別區(qū)域形成一個(gè)均勻向下的背景磁場(chǎng)，能防止磁鏈發(fā)生團(tuán)聚和形成磁空洞，通過磁場(chǎng)的高低變化實(shí)現(xiàn)脈石和磁性礦物的充分分離。改變了以往用磁場(chǎng)永磁產(chǎn)生恒定磁場(chǎng)為電磁系作為可調(diào)節(jié)磁場(chǎng)，通過控制磁場(chǎng)、排礦口大小和上升水3個(gè)要素來(lái)提高精礦品位，提高選別效率。

選別筒內(nèi)形成自下而上連續(xù)的背景磁場(chǎng)，礦粉進(jìn)入選別區(qū)形成磁鏈均勻懸浮，受向下磁場(chǎng)力、重力以及上升水流合力作用，下行形成精礦［2］。磁鏈?zhǔn)苈菪仙髯饔?，其連生體部位被切斷，混雜的連生體以及周圍的脈石向上排出，形成尾礦。

全自動(dòng)淘洗磁選機(jī)的特點(diǎn)是:磁場(chǎng)設(shè)計(jì)使其具有強(qiáng)大的脫硅、提精功能，固定磁場(chǎng)用于控制跑尾，循環(huán)磁場(chǎng)控制精礦品位，補(bǔ)償磁場(chǎng)形成均勻磁場(chǎng)背景防止中心“磁空洞”;采用全自動(dòng)化程序控制，適應(yīng)礦量波動(dòng)，有效防止溢流跑黑現(xiàn)象;“磁懸浮”技術(shù)實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的大型化，工作穩(wěn)定，且操作簡(jiǎn)單。

4.2 改造措施

針對(duì)工藝流程中存在的問題，對(duì)原工藝3次磁選后的精礦增加了CH-CXJ30000型全自動(dòng)淘洗磁選機(jī)，其產(chǎn)生的尾礦直接返回1段、2段球磨的排礦渣漿泵池形成閉路。改造后磨選系統(tǒng)工藝流程見圖2。

圖2 改造后磨選系統(tǒng)工藝流程

5 改造效果

中鋼集團(tuán)山東礦業(yè)有限公司蒼山鐵礦于2014年9月底安裝了2臺(tái)全自動(dòng)淘洗磁選機(jī)，經(jīng)生產(chǎn)調(diào)試與使用，取得了良好的效果，未使用全自動(dòng)淘洗機(jī)前9個(gè)月和使用全自動(dòng)淘洗機(jī)后3個(gè)月生產(chǎn)指標(biāo)數(shù)據(jù)對(duì)比結(jié)果見表3。

表3 使用全自動(dòng)淘洗機(jī)前后生產(chǎn)指標(biāo)對(duì)比結(jié)果

由表3可知，使用全自動(dòng)淘洗磁選機(jī)后，在入選原礦品位相當(dāng)?shù)那闆r下，磨礦細(xì)度由－0.074 mm 91.92%降為 －0.074 mm 79.57%，系統(tǒng)處理能力由153.00 t/h 提高至 175.7 t/h，提高了 22.70 t/h，提高產(chǎn)能效果明顯;并且鐵精礦品位由65.24%提高至65.62%，提高了0.38個(gè)百分點(diǎn)，精礦水分由10.33%降低至9.91%，降低了0.42個(gè)百分點(diǎn);同時(shí)尾礦品位有所降低，綜合作業(yè)率和金屬回收率有所提高。

由于使用新型全自動(dòng)淘洗磁選機(jī)，其磨礦細(xì)度低，精尾分離效果好，解決了礦石過磨問題，減少了金屬流失，綜合尾礦有所降低，提高了金屬回收率。鐵精礦中二氧化硅含量降低，提高了鐵精粉的品質(zhì)。

6 經(jīng)濟(jì)效益分析

(1)磨選節(jié)約費(fèi)用。淘洗磁選機(jī)運(yùn)行后磨選系統(tǒng)作業(yè)效率提高了14.77個(gè)百分點(diǎn)，噸精礦磨礦成本降低了7.72元，2015年公司計(jì)劃生產(chǎn)精粉73.35萬(wàn)t，可在1a內(nèi)收回投資，企業(yè)年可節(jié)約成本約500萬(wàn)元。

(2)鐵精礦增加銷售收入。由于淘洗工藝流程尾礦閉路循環(huán)，所以淘洗過程不會(huì)產(chǎn)生磁鐵礦損失，淘洗前后精礦品位和精礦量成反比，因此精礦品位由65.24%提高到65.62%，提高了0.58個(gè)百分點(diǎn)，對(duì)應(yīng)精礦量減少了0.58個(gè)百分點(diǎn)，因此年減少精礦產(chǎn)量0.4254萬(wàn)t，減少收入約255.24萬(wàn)元;而按公司向外銷售的精粉合同約定，合格精粉品位每提高0.1個(gè)百分點(diǎn)，銷售價(jià)格提高2元，因此鐵精礦單價(jià)提高7.6元，此項(xiàng)年增加收入約554萬(wàn)元，綜合年增加銷售收入約300萬(wàn)元。

7 結(jié)語(yǔ)

中鋼山東礦業(yè)有限公司蒼山鐵礦通過工藝改造，大幅節(jié)約了磨選成本，增加了鐵精礦銷售收入，在投入1a之內(nèi)即可收回投資成本，每年直接增加經(jīng)濟(jì)效益800多萬(wàn)元，提高了精礦質(zhì)量及金屬回收率，降低了生產(chǎn)成本，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

［1］ 張潤(rùn)身.高效淘洗磁選機(jī)在某選礦廠的工業(yè)試驗(yàn)及應(yīng)用［J］.礦山機(jī)械，2011，39(1):133-135.

［2］ 趙福剛.淘洗磁選機(jī)在我國(guó)鐵礦選別中的應(yīng)用［J］.現(xiàn)代礦業(yè)，2013(12):155-157.